Acero de Damasco de alta resistencia mediante fabricación aditiva

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Trabajos de metalurgia
• Fabricación aditiva

Sus antecedentes:

• La fabricación aditiva láser (LAM) permite la producción de piezas complejas en 3D a partir de polvos metálicos.
• El LAM permite el control digital de los parámetros de procesamiento, influyendo en la microestructura de la aleación.
• El tratamiento térmico intrínseco en el LAM puede desencadenar la precipitación in situ en aleaciones.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un nuevo acero Fe19Ni5Ti para el LAM.
• Para lograr el endurecimiento in situ mediante nanoprecipitación y transformación martensítica.
• Para crear microestructuras complejas y de múltiples escalas con propiedades mecánicas a medida.

Principales métodos:

• Diseño de una aleación de acero Fe19Ni5Ti.
• Aplicación de la fabricación aditiva por láser.
• Se trata de un proceso de nanoprecipitación de níquel-titanio y transformación martensítica controlada in situ.
• Caracterización microestructural a través de múltiples escalas de longitud.

Principales resultados:

• Endurecimiento in situ del acero mediante nanoprecipitación de níquel y titanio y formación de martensita a 200°C.
• Creación de jerarquías de microestructuras complejas desde micro hasta nanoescala.
• Fabricación de un material con capas blandas y duras alternas, inspirado en el acero de Damasco.
• Se ha conseguido una resistencia a la tracción de 1.300 MPa y un alargamiento del 10%.

Conclusiones:

• El acero Fe19Ni5Ti desarrollado exhibe propiedades mecánicas superiores en comparación con el antiguo acero de Damasco.
• El fortalecimiento de la precipitación in situ y el control de la microestructura local son fundamentales para lograr propiedades avanzadas del material.
• Los principios son aplicables a otras aleaciones endurecidas por precipitación y a los procesos de fabricación aditiva.